El documento describe conceptos fundamentales del electromagnetismo como las leyes de Faraday y Lenz, y cómo se relacionan la electricidad y el magnetismo. También explica dispositivos como el motor eléctrico, el transformador y el alternador que se basan en principios electromagnéticos.

1. FISICA II
Victor Manuel Castillo Marinez
Grupo: 437
Física II
Bloque 4: Relacionas la electricidad con el magnetismo
Colegio de Bachilleres del estado
de Oaxaca Plantel 02 “El Espinal”
Investigación sobre
Electromagnetismo
Asignatura: FISICA II
Profesor: Jesús Toledo Matus
Alumno: Víctor Manuel Castillo
Martínez
Grupo: 437
Bloque 4: Relacionas la electricidad
con el magnetismo

2. FISICA II
Victor Manuel Castillo Marinez
Grupo: 437
Física II
Bloque 4: Relacionas la electricidad con el magnetismo
Electromagnetismo: El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica
los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron
sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James
Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que
relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales
(eléctrica, polarización y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de
Maxwell.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones
que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de
la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos
físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en
movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las
sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir,
aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de
las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y
moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.
El electromagnetismo es considerado como una de las cuatro fuerzas fundamentales del
universo actualmente conocido.
La FEM inducida: La fuerza electromotriz (FEM) es toda causa capaz de mantener
una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una
corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador
eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo
electromotor cuya circulación, , define la fuerza electromotriz del generador.
Se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad
de carga positiva del polo negativo al positivo, dividido por el valor en Culombios de dicha
carga.
Esto se justifica en el hecho de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito
exterior al generador, desde el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajo o
consumo de energía (mecánica, química, etcétera) para transportarla por el interior desde
un punto de menor potencial (el polo negativo al cual llega) a otro de mayor potencial (el
polo positivo por el cual sale).
La FEM se mide en voltios, al igual que el potencial eléctrico.
Por lo que queda que:
Se relaciona con la diferencia de potencial entre los bornes y la resistencia
interna del generador mediante la fórmula (el producto es la caída
de potencial que se produce en el interior del generador a causa de la resistencia óhmica
que ofrece al paso de la corriente). La FEM de un generador coincide con la diferencia de
potencial en circuito abierto.
La fuerza electromotriz de inducción (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la
variación del flujo de inducción del campo magnético que lo atraviesa en la unidad de

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tiempo, lo que se expresa por la fórmula (ley de Faraday). El signo - (ley de
Lenz) indica que el sentido de la FEM inducida es tal que se opone al descrito por la ley
de Faraday ( ).
Ley de Faraday: La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de
Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente
proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa
una superficie cualquiera con el circuito como borde:2
(*)
dónde:
Es el campo eléctrico,
Es el elemento infinitesimal del contorno C,
Es la densidad de campo magnético y
Es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y
de están dadas por la regla de la mano derecha.
Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael
Faraday realizó en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en
la generación de electricidad.
Ley de Lenz: La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios
producidos en el campo eléctrico en un conductor con la variación de flujo magnético en
dicho conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los
campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo
magnético que las induce. Esta ley se llama así en honor del físico germano-
báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834. En un contexto más general que el
usado por Lenz, se conoce que dicha ley es una consecuencia más del principio de
conservación de la energía aplicado a la energía del campo electromagnético.
La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo
campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por
la corriente original.
El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:
Dónde:
= Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).
= Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).
= Superficie definida por el conductor.
= Ángulo que forman el vector perpendicular a la superficie definida por el
conductor y la dirección del campo.

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Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:
A su vez, el valor del flujo puede variar debido a un cambio en el valor del
campo magnético:
Motor eléctrico: El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica
en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus
bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estator y un rotor.
Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar energía
mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores
eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a
menudo ambas tareas, si se diseñan adecuadamente.
Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales
y particulares. Su uso está generalizado en ventiladores, vibradores para teléfonos
móviles, bombas, medios de transporte eléctricos, electrodomésticos, esmeriles
angulares y otras herramientas eléctricas, unidades de disco, etc. Los motores eléctricos
pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (DC), y por fuentes de corriente
alterna (AC).
Transformador: Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite
aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo
la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto
es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan
un pequeño porcentaje de pérdidas, dependiendo de su diseño y tamaño, entre otros
factores.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto
nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, basándose en el fenómeno
de la inducción electromagnética.
Alternador: Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía
mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alternamediante inducción
electromagnética.
Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a
un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad
depende del sentido del campo y el valor del flujo que lo atraviesa.
Un alternador de corriente alterna funciona cambiando constantemente la polaridad para
que haya movimiento y genere energía. En el mundo se utilizan alternadores con
una frecuencia de 50 Hz (Europa,.. ) o 60 Hz (Brasil, Estados Unidos, ...), es decir, que
cambia su polaridad 50 o 60 veces por segundo.